4WM-100B型麦冬收获机在三台县的研究及应用情况

王义鹏，蒋辉霞，叶江红，罗 俊，梅林森,赵帮泰

(四川省农业机械研究设计院,四川 成都610500)

1 引言

麦冬是一种小块根茎中药，具有生津解渴、润肺止咳的功效。我国麦冬资源丰富，主要分布在四川、福建、云南、浙江、湖北等省份。四川省绵阳市三台县是全国最大的麦冬种植基地，被誉为“中国麦冬之乡”，是全国100个道地药材标准示范区，有500多年的麦冬栽培历史，常年种植面积超过2666.67hm2，产量占全国麦冬总产量的70%左右，三台麦冬是国家地理标志保护产品[1-3]。三台麦冬的采收时间为每年的2～4月，传统的麦冬收获方式为：人工挖掘-敲打土块-抛筛土沙-田间装运，不仅劳动强度大，费时费力，且难以适应农时要求，采收效果不理想，伤苗率、断根率高，阻碍了麦冬的产业化发展。因此，研究一款适用于麦冬采收的机械化设备，对于推动三台县的麦冬规模化发展具有重要意义。

2 麦冬国内外采收现状

当前，麦冬仍以传统人工种植方式为主，机械化程度低，劳动强度大，种植成本高，每年采收历时3个月，费时费力，耕、种、收过程投入的成本高。在目前农村青年大量到城市务工的情况下，农村劳动力稀缺，劳力价格上升，麦冬种植成本升高，对麦冬种植户(尤其是种植大户)的经济效益影响较大，长期下去必将挫伤药农积极性，影响麦冬产业的可持续发展。

国内针对根茎类田间作物马铃薯、红薯、萝卜收获机械的研究基本成熟，但尚无成熟可靠的机械能应用到麦冬一类的根茎类中药材收获中。国内对根茎类中药材田间收获机械的研究处于起步阶段，市面上的国产根茎类中药收获机的挖掘深度、筛分效果、损失率等难以达到麦冬收获要求，如黑龙江水利科学研究院研制的4WZ-140型根茎类中药材振动挖掘机，曲阜市天合机械设备厂研制的TH-SH80型根茎类收获机，德州浩民机械设备有限公司研制的4U-900型振动式根茎收获机，禹城市佳汇机械有限公司4H-2-800型根茎类药材挖掘机等，挖掘深度较浅，土茎混合物分离效果不明显，无法满足根茎类中药收获标准。

国外麦冬种植规模小，对麦冬挖掘机的研发投入较少。欧美等发达国家的根茎类作物挖掘收获机起步较早,马铃薯、甘薯、花生等收获机械已经较为成熟，工作效率高，但多数为大型收获机，价格昂贵，机构复杂繁琐，且对适用环境要求较高，既不适应我国麦冬一类根茎类中药材的采收作业要求，也难以匹配我国以家庭、合作社等为单位的小范围种植模式。

3 麦冬收获机整机介绍

麦冬的田间收获需进行深度挖掘、挤压碎土、土茎分离、集条收集等工序，针对以上问题设计了一款集深度挖掘、碎土输送、循环筛分、收集功能为一体的4WM-100B型麦冬挖掘机。该机由深挖铲、进料碎土输送链机构、第一级对辊挤压碎土机构、第二级对辊挤压碎土机构、回转链条筛分系统、出料收集装置等结构组成,4WM-100B型麦冬收获机主要性能参数见表1。主要工作过程以拖拉机为动力，深挖铲将土茎混合物从田间挖出，土茎混合物经进料碎土输送链机构筛分掉部分土块，麦冬土茎混合物传送至两级对辊挤压碎土机构中将难以抖动筛分的土块挤压破碎(筛分50%土块)，第1级对辊挤压碎土机构中等土块挤压破碎，土茎混合物经过回转链条筛分系统筛分(筛分20%土块)，未完全挤压的土茎混合经过第2级对辊挤压碎土机构挤压破碎，经过回转链条筛分系统筛分(筛分10%土块)，筛分后的麦冬果苗从出料收集装置经抖动筛分后落下(筛分5%土块)。经过3次挤压碎土、4次筛分作业，在挖出麦冬的同时能有效去除粘附的泥沙，具有低损失高效率、机构简单适用、自动化程度高、泥沙清除效果好、操作简单等优点，完成麦冬的挖掘工作。

表1 主要性能参数

4 麦冬收获机在三台县的应用

绵阳三台县现投入使用的4WM-100B型麦冬收获机有30余台，在麦冬收获时节，平均每台机器每天工作8h，每年可完成收获面积约200hm2；该机可一次性完成深度挖掘、碎土输送、循环筛分、集条收集等，收获后麦冬植株呈条状均匀铺放于作业区一侧，集条铺放方便捡拾，减少后续用工量；生产效率高、挖掘深度大，明根率高，破损率、含沙率低；对土壤根层无破坏作用，收获的同时能很好的完成土地翻耕松土作业，地表平坦；以拖拉机为动力，既充分利用拖拉机资源，提高设备利用率，又大幅降低麦冬挖掘机的制造成本，增加农民的购买力。

近年来，4WM-100B型麦冬收获机在四川安州区、江油市、成都青白江区等推广使用10多台，实际作业面积100hm2。用户普遍反映该麦冬机械化收获装备操作简单、土茎分离彻底，收获的麦冬明根率高、破损率低，同时完成耕地整理，对土壤耕层无破坏，获得了广大麦冬种植户的一致认可。

5 经济效益对比

通过对绵阳三台县4WM-100B型麦冬收获机的实际应用情况的调查统计，传统人工麦冬采收，工作效率约为0.0004hm2/h，每0.067hm2每天(8h)需20个工，费用为120元/人，每0.067hm2需花费2400元，机器工作效率为0.0413hm2/h，每0.067hm2仅花费800元，相比人工采收，机械化采收提高生产效率约100倍，每0.067hm2麦冬可节省采收费用1600元，大大降低了麦冬的采收成本。绵阳三台县麦冬种植面约3333hm2，若全面实现机械化采收，每年可节省约8000万元左右的采收费用。此外，利用机械化收获后的土地，无需再进行深松翻耕，在完成麦冬采收的过程还能起到改良土壤的效果。在收获时令，加快采收进度抢农时，能更好的保障麦冬品质，帮助种植户提高经济收益。

四川绵阳三台具有500多年的麦冬种植历史，每年种植约3300hm2以上，已形成产业；麦冬挖掘机不仅可以促进外出务工人员返乡发展农业产业，更减少药农种植的劳动强度，活跃农村市场经济，还促进四川道地“川药”麦冬的产业化发展。由于麦冬果苗可以用于城市绿化，有利于改善环境，麦冬的根须可以用来制作凉茶，麦冬根茎可以用来入药，每个部位都有其独特的实用价值，种植麦冬的经济效益高，对麦冬挖掘机的使用量大，有巨大的产业化潜力。

6 总结

麦冬作为一种特色道地“川药”历史悠久，是四川省农业“10+3”产业体系中重点打造的产业之一，同时《四川省中药材产业发展规划(2018～2025年)》要求大力发展中药材种植关键技术装备，助力我省脱贫攻坚、乡村振兴。通过在三台县的生产应用，发现4WM-100B型麦冬收获机具有生产效率高、挖掘深度大、损失率低等优点，采收效果好，可以有效解决麦冬收获中工作效率低、损失率高、人工成本高等问题。且收获后的土地，无需深松翻耕，具有改良土壤的效果，在收获时令，能加快采收进度，保障麦冬的良好品质，为农户带来可观的经济效益。同时该设备可完善麦冬产业园区的现代农机配备，促进麦冬产业向全程机械化发展，大幅度提升中药材产业的机械化水平，带动中药材产业向规模化、标准化方向发展。